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期刊信息/Journal information
南京林业大学学报（自然科学版）
南京林业大学
南京林业大学学报（自然科学版）

南京林业大学

曹福亮

双月刊

1000-2006

xuebao@njfu.edu.cn，xuebao@njfu.com.cn

025-85428247 85427076

210037

南京市龙蟠路159号南京林业大学

南京林业大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Nanjing Forestry University(Natural Science Edition)CSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1958年，是国内外公开发行的全国性林业领域学术期刊。作者队伍主要为南京林业大学、中国林科院、国内其他重点综合性大学、农林院校、工科院校以及国外有关科研机构和大学等的研究人员。本刊是中国自然科学核心期刊、中文核心科技期刊、科技部“中国科技论文统计源期刊”和中国科学院SSCI统计源期刊。被中国科学院列入中国自然科学学术期刊排行榜（农林业）前10名，并荣获教育部、江苏省等多项优秀期刊奖。被《SA》、《FA》、《FPA》、《CABI》、中国科学引文数据库、《中国生物学文摘》、中国林业科技文献数据库等多家大型数据收录。
正式出版
收录年代

    标本组学——树木学研究的新方法

    杨永杨智段一凡方炎明...
    1-6页
    查看更多>>摘要：树木学是一门不断发展、高度综合的学科.系统发生是树木学的基础,研究材料和序列数据一直是限制系统发生重建的重要因素.新技术的发展和应用通过拓展材料利用、改进和提升系统发生树的分辨率而将树木学的研究推向新的高度.标本馆不仅是树木物种凭证标本的保存地,保存了物种的形态、地理分布、生态、物候等信息,而且是重要的材料库.标本材料因制作和保存过程中高温和氧化导致基因组DNA降解和破碎化,一代测序技术由于技术限制而无法充分利用馆藏标本开展生命之树重建研究.新兴的标本组学是近年来基于二代测序技术发展起来的获取标本材料中基因组DNA的技术,这种技术通过对短片段测序和生物信息学方法拼接获得基因组DNA序列,因此可以充分利用馆藏标本材料,结合浅层测序和靶序列捕获能获得包括nrITS、叶绿体基因组、线粒体基因组以及单拷贝核基因等序列,从而满足系统发生重建的需要,且有着经济、省时、高效、准确的优势.新兴标本组学的应用将加速生命之树重建、DNA条形码、物种保护和资源可持续利用等方面的研究.

    树木分类标本组学系统发生

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    云南寻甸石漠化土壤易氧化碳对丛枝菌根真菌共生的响应

    王邵军左倩倩曹乾斌王平...
    7-14页
    查看更多>>摘要：[目的]运用菌根技术改良石漠化土壤性状,已成为石漠化地区植被与土壤恢复的重要生物学途径.揭示丛枝菌根(AM)真菌与植物共生驱动下石漠化土壤碳库及养分状况的变化,探明石漠化土壤易氧化碳(ROC)对土壤碳库及养分变化的响应过程及机制,为石漠化土壤的微生物修复及提高石漠化治理效率提供参考.[方法]采集云南昆明寻甸石漠化土壤,以尼泊尔桤木(Alnus nepalensis)为寄主植物,分别接种摩西斗管囊霉(Fun-neliformis mosseae,FM)、幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum,CE)、根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradi-ces,RI),并设置对照处理(无寄主植物及无AM接种),采用高锰酸钾氧化法测定不同试验处理下土壤ROC含量,探究土壤ROC与碳库组成、养分状况及植物生长之间的相互关系.[结果]不同AM真菌均具有显著的侵染与促生效应,其中RI的侵染率与菌丝侵染密度最大,相较于对照分别提高155％和100％,并显著促进桤木树高(60％)与基径(46％)生长;不同AM真菌均显著提高ROC含量,3菌种对ROC含量的提升率大小顺序为:RI(122％)＞CE(78％)＞FM(61％).ROC在土壤总有机碳库中所占比例(52％)远高于微生物生物量碳(3％～6％);3种菌种对土壤养分含量的提升效应表现为:RI＞CE＞FM.相较于对照,RI菌种对植物可利用性氮、微生物生物量碳、总有机碳及植物可利用性磷的提升率分别为161％、127％、110％及97％;对ROC变化具有较大贡献的土壤环境因子分别为AM真菌侵染率(96％)、植物可利用性氮(94％)、微生物生物量碳(85％)、总有机碳(78％)及植物可利用性磷(72％).[结论]AM真菌与尼泊尔桤木共生,显著驱动石漠化土壤碳库与养分含量变化并促进植物生长,进而增加石漠化土壤易氧化碳的积累.研究结果有助于理解石漠化地区植物生长、土壤恢复及活性有机碳沉积的微生物学调控机制.

    石漠化尼泊尔桤木丛枝菌根真菌易氧化碳土壤碳库土壤性状植物可利用养分

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    添加有机肥对滨海盐渍土壤溶解性有机碳特征的影响

    范之馨王艮梅张焕朝陈捷...
    15-24页
    查看更多>>摘要：[目的]研究添加有机肥对滨海盐渍土壤溶解性有机碳(DOC)的影响,探究土壤DOC的组分来源以及滨海盐渍土壤碳库的稳定性,为改良滨海盐渍土并发挥其碳汇效应提供依据.[方法]以江苏大丰滨海两种不同盐分的盐渍土壤为研究对象,利用紫外-可见光谱和三维荧光光谱结合平行因子分析法,分析添加牛粪有机肥后两种盐渍土壤中DOC含量及紫外-可见光谱、三维荧光光谱特征的动态变化.[结果]添加有机肥的土壤DOC含量显著增加,且有机肥的添加提高了土壤DOC的腐殖化程度,试验第15天和第60天时高盐土壤DOC的腐殖化程度更高,土壤中DOC主要来源于添加的有机肥.三维荧光光谱特征显示,添加有机肥后土壤DOC中类富里酸峰较为明显.平行因子分析法将土壤DOC分为4个荧光组分:C1为外源类短波类腐殖质组分(紫外光区为类富里酸、海洋类富里酸),C2为外源类腐殖质组分(紫外光区、可见光区均为类富里酸),C3为内源类蛋白质组分(类络氨酸、类色氨酸),C4为内源类蛋白质组分(类络氨酸),随时间的变化各组分的占比也表现出不同的情况.[结论]滨海两种盐渍土壤添加牛粪有机肥后,土壤中DOC的含量、类腐殖质组分占比及腐质化程度均显著提高,类络氨酸组分的占比显著降低(P＜0.05).添加有机肥有利于盐渍土壤中活性碳库的稳定,但由于影响DOC的因素众多,不同的盐渍土壤表现情况各异.

    有机肥滨海盐渍土溶解性有机碳紫外-可见光谱三维荧光光谱平行因子分析

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    根系输入对森林土壤碳库及碳循环的影响研究进展

    黄梓敬徐侠张惠光蔡斌...
    25-32页
    查看更多>>摘要：植物根系输入是森林土壤碳库的重要来源.全球气候变化可能引起森林地下部分碳通量改变,进而影响森林土壤碳库及碳循环.笔者综述了根系输入对土壤碳累积、土壤活性碳库(包括土壤微生物生物量碳和可溶性有机碳)和土壤碳库稳定性的影响,综合分析了森林土壤呼吸、土壤微生物和土壤酶活性对根系输入变化的响应.分析发现:①根系输入减少可能减弱根际的激发效应,使土壤有机碳(SOC)短期增加,但从长期来看根系输入的缺失会导致SOC的减少;②根系分泌的一些物质促进土壤初始团聚体的形成,但其对矿物-有机质结合物稳定性的影响还不完全清楚;③根系输入减少会降低土壤呼吸作用;④微生物群落结构对根系输入变化的响应主要取决于微生物对底物质量和数量的适应,而这些响应在不同森林生态系统间可能也有差异;另外,酶合成主要取决于与微生物生长相关的资源分配到酶生产中的成本效率.目前,关于根系输入对碳循环,特别是土壤呼吸的研究比较多,但根系输入物组成复杂,微生物与酶对不同根系输入物的响应机制尚不清楚,这些响应在不同森林生态系统中也有差异;此外,根系输入对土壤碳库稳定性的作用常被忽视,根系与微生物的相互作用对碳循环和土壤碳库稳定性的影响还有很大不确定性.建议加强植物根系、土壤和微生物的相互关系研究,以深入理解气候变化背景下森林生态系统碳循环.

    森林生态系统根系输入土壤碳库碳循环

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    陆地生态系统土壤有机碳分解温度敏感性研究进展

    朱珠徐侠杨赛兰彭凡茜...
    33-39页
    查看更多>>摘要：在全球变化背景下,土壤有机碳的分解及其温度敏感性在陆地生态系统碳循环中的重要性备受关注.温度敏感性指数(Q10)微小的变化都可能导致未来土壤碳库大小评估的巨大偏差,充分了解土壤有机碳分解温度敏感性的调控机理对预测未来土壤碳变化具有重要意义.笔者对国内外已有研究进行分析,比较培养温度模式、底物质量、物理化学保护和微生物属性对土壤有机碳分解温度敏感性的影响.结果发现:①与传统的恒温模式相比,变温培养模式更好地克服了土壤微生物对恒定培养温度的适应性以及不同培养温度下底物消耗不均的缺点,能够更加准确地估算Q10.②较多的研究发现难分解有机碳的Q10大于易分解有机碳的Q10,但也有研究发现难分解有机碳的Q10并不比易分解有机碳的Q10高,这主要是由于土壤有机碳库的异质性造成的.③团聚体和矿物吸附保护通过改变底物有效性或者反应位点的底物浓度来影响土壤有机碳分解的温度敏感性.④微生物的生理特性、群落组成和结构也会对温度敏感性造成影响,温度变化会造成土壤微生物群落组成及其相关生理特征的变化,进一步引起相关功能基因丰度的改变,从而改变有机碳分解的温度敏感性.土壤有机碳分解及其温度敏感性是全球气候变化对碳循环影响研究中很重要的一部分,对它的精确估算有利于完善全球气候变化模型,对准确预测未来全球气候变化具有重要意义.

    土壤有机碳分解温度敏感性培养模式底物质量物理化学保护微生物属性

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    基于L1中值骨架提取的植物茎干补全研究

    姜金岑李联队王美丽
    40-50页
    查看更多>>摘要：[目的]植物的可视化技术是数字林业研究的重要组成部分.针对植物进行三维点云重建时茎干部分容易缺失的问题,基于拓扑连接的缺失部分位置判断及L1中值骨架提取提出一种茎干补全方法,为实现植物可视化提供技术支撑.[方法]依据概率图模型及最小生成树确定点云簇之间的拓扑连接情况,判断缺失部位所在位置.提出了一种基于搜索的待拟合点点集确定方法,使用基于L1中值的局部迭代方法提取茎干点云骨架,并对骨架点集进行排序,确定缺失部分待拟合点.最终使用Bezier曲线拟合缺失部分茎干轴线并使用三维参数圆补全缺失部分点云.[结果]对于叶片与茎干缺失分离的植物点云,茎干补全方法可以真实且有效地对其进行补全,拟合结果整体平滑且具有一定的实际物理意义.[结论]通过三维扫描得到的不完整点云在补全后,能在一定程度上弥补扫描的缺陷,构建出完整且逼真的植物三维点云模型,使其能够更加有效地应用于植物的三维可视化建模.

    三维点云细节补全骨架优化点云排序空间拟合植物可视化技术

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    基于空间结构的杉木枝下高可视化模拟研究

    朱念福张怀清崔泽宇杨廷栋...
    51-57页
    查看更多>>摘要：[目的]定量研究林分空间结构对杉木枝下高的影响,构建基于空间结构的枝下高模型,结合杉木生长模型,应用三维可视化技术,实现杉木枝下高可视化模拟.[方法]利用湖南省黄丰桥国有林场6块杉木人工林临时样地的调查数据,选择5个常用枝下高基础模型,分析水平空间结构参数(PH)、垂直空间结构参数(Pv)和空间结构单元平均距离(dDIS)及其组合对枝下高的影响,构建综合指标较好且变量少的枝下高模型.基于林分三维模型实时生成方法,建立一种枝干可控的杉木三维模型;结合单木胸径连年生长量模型、树高-曲线模型和冠幅面积估计模型,模拟林木的生长状态.[结果]Logistic模型综合指标较好且模型参数可解释,可选为基础模型;3个空间结构参数中垂直空间结构影响较为显著,将Pv加入到Logistic模型中,改善了枝下高模型的拟合效果,决定系数(R2)从0.717提升到0.741,估计值的标准差从1.407 m减小到1.321 m,并使各项模型检验误差指标有所减小;构建的杉木三维模型可以动态调节枝干,实现了杉木枝下高模拟.[结论]构建的枝下高模型可以应用于林木年龄和部分林分信息未知的杉木林中,体现了林木间的相互竞争影响;结合枝干可控的杉木三维模型,模拟杉木生长过程,形象直观地表现了杉木枝下高的变化,为进一步研究林分生长动态可视化模拟和森林经营可视化模拟提供支持.

    空间结构参数枝下高杉木人工林可视化模拟

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    联合LiDAR和多光谱数据森林地上生物量反演研究

    巨一琳姬永杰黄继茂张王菲...
    58-68页
    查看更多>>摘要：[目的]森林地上生物量的准确估测对于实时掌握全球碳储量变化及应对气候变化有着重要的意义.组合多种遥感数据特征优选,分类建模反演森林地上生物量,是提高森林地上生物量精度的有效方法.[方法]以根河市大兴安岭生态观测站寒温带天然林为研究对象,以机载激光雷达(LiDAR)、Landsat8 OLI两种遥感数据源结合55块地面调查数据,采用偏最小二乘算法优化筛选变量,再以线性多元逐步回归和快速迭代特征选择的最近邻算法(KNN-FIFS)构建模型,在两种数据源的不同组合方式下进行森林地上生物量反演.[结果]①基于线性多元逐步回归模型下的单一 LiDAR数据反演精度决定系数(R2)为0.76,均方根误差(RMSE)为21.78 t/hm2;单一 Landsat8 OLI 数据的反演精度 R2为0.24,RMSE 为39.27 t/hm2;LiDAR 和 Landsat8 OLI 联合反演精度R2为0.84,RMSE为18.16 t/hm2;②基于KNN-FIFS模型下的单一 LiDAR数据反演精度R2为0.74,RMSE为23.83 t/hm2;单一 Landsat8 OLI 数据的反演精度R2为0.60,RMSE 为29.63 t/hm2;LiDAR 和 Landsat8 OLI 联合反演精度R2为0.80,RMSE为21.15 t/hm2.[结论]①特征优选支持下的3种组合方式中,LiDAR和Landsat8 OLI两种数据的组合在两种模型中反演精度均最高,其中线性多元逐步回归模型的反演精度最高,说明LiDAR和Landsat8 OLI数据组合,激光雷达与光学数据优势特征互补,协同反演可有效提高森林地上生物量的反演精度;②单一数据源反演森林地上生物量精度中,LiDAR数据比Landsat8 OLI数据在两种模型反演精度中均较高,这与LiDAR数据空间分辨高、可获得垂直结构特征参数有关.

    机载激光雷达(LiDAR)Landsat8OLI森林地上生物量偏最小二乘法线性多元逐步回归最近邻算法

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    基于多源数据及三层模型的小班林型识别

    黄健吴达胜方陆明
    69-80页
    查看更多>>摘要：[目的]目前关于林型识别的研究区域主要为小范围森林区域和林场,为了探究较大范围内林型的识别方法,本研究使用Sentinel-2光学遥感影像、森林资源二类调查数据、数字高程模型(DEM)和Sentinel-1雷达遥感影像数据建立林型识别模型.[方法]以淳安县作为研究区域,针对淳安县各个小班中的7种林型:毛竹(Phyl-losstachys edidis)林、茶树(Camellia sinensis)林、山核桃(Carya cathayensis)林、杉木(Cunninghamia lanceolata)林、马尾松(Pinus massoniana)林、阔叶混交林、其他硬阔林进行识别.研究采用分层的方法对林型进行识别,整体分为3层.第1层使用RF算法建立林地与非林地识别模型;第2层对林地数据进行树种结构识别,分别使用随机森林(random forest,RF)、极端梯度提升(eXtreme gradient boosting,XGBoost)和轻量级梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)方法建立不同模型并对比分析实验结果;第3层将树种结构细分为林型.[结果]第1层RF林地与非林地识别模型总体精度为98.08％;第2层树种结构识别模型中对比了 3个模型不同特征组合下的性能,其中LightGBM模型总体精度最高,达到81.43％;第3层模型对林型进行识别,基于所有特征结合雷达遥感因子建模的情况下,LightGBM模型精度为84.51％,经递归特征消除法(recursive feature elimination,RFE)选择特征后,最优精度为83.21％.[结论]通过各个模型的特征重要性图发现,光学遥感中的绿光、红光、近红外波段和红边波段,以及DEM提取的地形因子对研究区域小班林型识别有较好的效果,而Sentinel-1雷达中提取的自变量对林型的识别没有特别明显的帮助.

    林型识别光学遥感雷达遥感数字高程模型模型分层

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    杉木三维模型各方向枝下高分布研究

    崔泽宇张怀清左袁青杨廷栋...
    81-87页
    查看更多>>摘要：[目的]通过分析实测枝下高分布方向与空间竞争强度的关系,解决基于传统林学研究调查数据所构建的林木三维模型对不同方向枝下高分布差异难以直观表达,林木三维模型多态性表现不足的问题.[方法]以江西省新余市分宜县亚热带林业实验中心山下林场8块杉木临时样地为数据源,以已有枝下高模型为理论基础,将空间分析方法缓冲区构建与林分空间结构单元构建结合,构建对林木造成直接影响的水平空间结构参数与垂直空间结构参数,分析空间结构参数与枝下高相关性,并以此计算各方向空间竞争强度,建立空间竞争强度与实测枝下高的分布关系,再按照枝下高模型求解剩余方向枝下高,最终按照实测数据与分析计算结果加载分枝、主干模型,构建林木三维模型.[结果]所选模型变量包括林木属性与空间结构参数,原始模型决定系数为0.720,消除树高影响的调整后实测枝下高与水平空间结构参数相关系数为0.410、与垂直空间结构参数相关系数为0.782,且均呈正相关;将各自相关系数为权重计算对应方向空间竞争强度,将最小竞争强度方向空间结构参数代入模型,拟合结果决定系数为0.790,相比原始模型拟合精度有所提高;将实测枝下高分配到竞争强度最小的方向,根据模型可对其他方向枝下高进行估算.[结论]以杉木为例,通过空间竞争强度判别枝下高分布,在提高已有数据利用率、减小外业工作强度的基础上,可直观表现林木不同方向枝下高分布的差异性,增强了林木三维模型的多态性表达.

    杉木枝下高空间竞争强度可视化模拟三维模型多态性

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